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Innovanautic presentacion 111105 ca sb

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Innovanautic presentacion 111105 ca sb

  1. 1. SISTEMAS AVANZADOS DE PROPULSION Y GESTIÓN DE ENERGÍA
  2. 2. INNOVANAUTIC KNOW HOW INNOVANAUTIC, es una empresa de ingeniería con un equipo técnico con amplia experiencia en eficiencia energética y diseño de sistemas de energía renovable y control electrónico. DESARROLLO Nuestros desarrollos, productos y trabajos de ingeniería resultan en unos de los equipos mas avanzados, completos y seguros del mercado que incrementan el grado de confort y seguridad a bordo, gracias a la e- propulsión para embarcaciones y sus sistemas de gestión energética. INNOVACIÓN INNOVANAUTIC innova conceptos, procesos y componentes de las embarcaciones los cuales permiten mejorar el uso eficiente de la energía y reducen la presión sobre el medio ambiente.
  3. 3. INNOVANAUTIC SERVICIOS INNOVANAUTIC, ofrece servicios de ingeniería aplicada a la industria naval y náutica: •Estudios y proyectos energéticos en industria naval. •Proyectos y estudios de ingenieria náutica en general. •Proyectos e ingenieria naval especialidad de propulsión naval. •Diseño de sistemas de propulsión electrica y diesel-electrica •Aplicación de energías renovables en embarcaciones.
  4. 4. RAZONES COSTE DE COMBUSTIBLES El continuo incremento de costes en los combustibles, debidos a los altos costes de extracción y la cada vez mas limitada disponibilidad, significa que la propulsión de los vehículos debe ser diseñada para mejorar su eficiencia.
  5. 5. RAZONES SEGURIDAD Y DISPONIBILIDAD Los motores convencionales son equipos multitecnologia, con numerosos sistemas, formados cada uno por diferentes componente, siendo la fiabilidad del conjunto el resultado de un cálculo de fiabilidad en serie de todos sus componentes, y no existen sistemas redundantes o duplicados que mejores su fiabilidad, si un componente simple falla, el motor entero se para. La probabilidad de fallo aumenta con los años y las horas de funcionamiento, y en caso de fallo no hay posibilidad de propulsar la embarcación. Como dato, cerca del 80% de actuaciones de salvamento marítimo, son causadas por averias en motores convencionales.
  6. 6. RAZONES EFICIENCIA Los motores de combustión interna, son potentes y extensamente aplicados en diversos campos de la mobilidad, pero su eficiencia media, ronda el 20% Los parámetros principales de un sistema de propulsión, como la relación rpm-par, son estrictamente fijos en un motor de combustión interna, por lo que el sistema no puede ser gestionado correctament según las situaciones y necesidades de propulsión, y muchas veces, el par idóneo, esta disponible a unas revoluciones no deseadas y viceversa, o en el caso de una caída repentina de rpm, el par desaparece, condicionando la recuperación. Además, todos los componentes accesorios del motor, se alimentan del giro del cigüeñal, por lo que el rendimiento y la energía disponible en el eje de salida se ve seriamente afectada.
  7. 7. RAZONES COSTES DE MANTENIMIENTO Los motores convencionales, tienen una larga lista de costes de mantenimiento, y todos los trabajos de todos los subcomponenetes deben ser realizados en un espacio reducido y llevados a cabo por pocas personas ciertamente especializadas, no es como con los coches que normalmente se llevan a talleres relativamente espaciosos. Cambios de aceite, filtros, correas, cadenas de distribución, partes mecánicas, sistemas eléctricos y un largo etcétera deben ser mantenidos correctamente para evitar que alguno de estos componentes provoque una parada del motor.
  8. 8. RAZONES CONFORT Y GOBIERNO Los motores convencionales, empiezan a generar trabajo a ciertas rpm, (entre 800 y 1000), y a esa velocidad, la maniobra normalmente es demasiado rápida, debiendo dar y parar diversas veces para controlar la velocidad deseada de gobierno. Si las rpm son menores, no hay par, y con ello no hay empuje, por lo que no hay movimiento posible.. Los ruidos, olores y humos en bañera o cabina, son “accesorios” no deseados en los motores de combustión, y estos pueden hacer que el viaje no sea todo lo agradable que quisiéramos.
  9. 9. NUEVOS CONCEPTOS CONCEPTOS BÁSICOS Los conceptos básicos que debería cubrir un nuevo sistema de propulsión, son principalmente:  Eficiencia  Simplicidad  Fiabilidad  Disponibilidad de potencia  Seguridad A fin de cubrir estas premisas, diseñamos nuestros sistemas basándonos en la unión de de cuatro tecnologias ampliamente probadas y que hoy en dia se encuentran en permanente evolución:  Convertidores electrónicos de energía.  Sistemas avanzados de acumulación.  Motores y drives industriales  Sistemas de control industrial.
  10. 10. NUEVOS CONCEPTOS PROPULSIÓN ELÉCTRICA Nuestra amplia experiencia en diseño de equipos e instalaciones, tanto en el campo industrial y naval de nuestro equipo técnico, junto con colaboraciones con centros de investigación y desarrollo, nos han permitido alcanzar un elevado grado de integración de las principales tecnologías descritas, resultando en un sistema de tren de propulsión altamente eficiente, que nos permite combinar los dos principales sistemas de propulsión. El primer sistema, o 100% eléctrico, se basa en la acumulación de energia en baterias, dónde podemos ofrecer la mejor opción, tanto desde el punto de vista tecnológico como legal, con aplicación de una de las tecnologias más avanzadas en acumulación, en la que somos pioneros en su aplicación náutica. El segundo sistema, se basa en la tecnologia aplicada ampliamente en grandes buques de carga, pasajeros y avanzados remolcadores o rompehielos, Se trata de disponer de una generación eléctrica suficiente y de alta eficiencia controlada por el sistema de gestión energética que asegure que el sistema electrico funcione siempre al máximo de eficiencia.
  11. 11. NUEVOS CONCEPTOS ENERGIA: Fuentes y consumos Uno de los puntos de más importancia en el sistema, es conseguir, de la manera más eficiente a gestionar y canalizar toda la energía generada por las distintas fuentes de energía dentro del sistema, escogiendo en cada instante cual es el punto dónde esta energía es más requerida. El objetivo es el mismo, conseguir la máxima eficiencia en generación y en consumo, para lo que el sistema de gestión aplica avanzados algoritmos de control y se instalan los componentes de la mas alta calidad, aplicando principios como: Sistemas MPPT para generación renovable, captando hasta un 30% más de energía. Gestión activa de consumos abordo. Maximización de los sistemas de acumulación disponibles, bajo la premisa de que si hay energía en ambiente, se debe captar y acumular.
  12. 12. NUEVOS CONCEPTOS ENERGÍA: Gestión Nuestro sistema, basa la gestión de la energía en tres conceptos principales. Integración y control de todas las fuentes de energía disponibles, renovables y convencionales, generando un “micromix” energético.  Priorización de las fuentes renovables respecto a convencionales  Control de carga de fuentes convencionales para máxima eficiencia.  Sistemas de regulación renovables MPPT controlables. Gestión activa de los principales consumidores  Reducción de picos de consumo simultaneidad de operación.  Verificación de eficiencia de operación de consumidores. Mejora y gestión de sistemas de acumulación.  Controlar la acumulación en diferentes sistemas, baterias, frio, calor.  Seguimiento tecnológico de nuevas tecnologias de futuro.
  13. 13. NUESTRO SISTEMA OBJETIVOS Nuestros productos aplicados en embarcaciones, comportan diversas ventajas respecto a los sistemas convencionales. e-power: La aplicación de motores eléctricos significan ausencia de combustibles fósiles, eficiencia, silencio, seguridad y simplicidad. La aplicación de fuentes renovables a la propulsión es sencilla. Seguridad: Debido a la simplicidad del sistema, el grado de protección de los componentes y los diferentes modos de operación que permiten la propulsión desde diferentes fuentes, o propulsión extra en casos de necesidad. Legalización: Los sistemas diseñados, ya se encuentran legalizados como único sistema de propulsión en diversas embarcaciones, bajo la regulación española que es una de las más estrictas. Confort: Incrementa el confort abordo, eliminando ruidos, olores, humos y disponibilidad de energía eléctrica para otros usos relacionados con el confort abordo.
  14. 14. NUESTRO SISTEMA BENEFICIOS Los sistemas que proponemos, y la ingenieria asociada, nos permiten ofrecer diversas ventajas a la industria naval, que son dificiles de alcanzar con sistemas convencionales. Ahorro de energia, Frente a sistemas de combustibles fósiles, con rendimientos realmente bajos, la propulsión 100 % eléctrica, alcanza rendimientos cercanos al 80% y cercanos al 60% en diesel eléctrico. Ambientales, No hay combustiones, vertidos fortuitos, ruidos y sin emisiones de CO2. Economicos, Mejores eficiencias, bajo mantenimiento de equipos y la disponibilidad de equipos industriales, que resultan en ahorros significativos. Seguridad, La redundancia y duplicación de componentes y vias de alimentación y la posibilidad de distintos modos de operación, permite alimentar el sistema ante fallos de componentes, lo cual representa una mejora del nivel de seguridad.
  15. 15. NUESTRO SISTEMA DISEÑO Y DIMENSIONADO El diseño de una nueva aplicación de propulsión, sea de una embarcación de recreo o profesional, de vela o motor, el procedimiento es básicamente el siguiente: Evaluación energética completa de la embarcación. Determinación de los principales consumos que pueden actuar como acumuladores de energia para su uso diverso, frio, calor, presión, etc. Cálculo del sistema de propulsión adecuado al drag real de la embarcación a diversas velocidades. Aplicación de los factores de seguridad a la potencia calculada. Necesidades de acumulación de energia de acuerdo al uso previsto. Determinación de una propuesta física de instalación y estabilidad.
  16. 16. COMPONENTESCOMPONENTS PRINCIPALES COMPONENTES El sistema de propulsión está compuesto por unos pocos componentes. El sistema básico se compone de: •e-prop box: (gestión de señales y seguridad) •Tren de propulsión: Motor eléctrico y drive con posibilidad de certificación de uso marino. •Pack de conversión energética •Banco de baterias •Interficie de usuario Como opción •e-gest box (que contiene los sistemas de control y gestión)
  17. 17. e-propLA OPCIÓN BÁSICA DE PROPULSIÓN DE 2.2 kW A 22 kW Es la unidad central del sistema, dentro de la cual se encuentran las protecciones electricas y distribución de energia de los sistemas, tanto de la toma de corriente como la procedente de las baterias. Todas sus conexiones de potencia y señal disponen de un grado de protección mínimo IP66 La unidad incluye el pulsador de “riesgo” (RSC) que activa la sobrecarga controlada de la propulsión.
  18. 18. e-propLA OPCIÓN BÁSICA DE PROPULSIÓN DE 2.2 kW A 22 kW El sistema se ha diseñado como un auténtico producto “plug and play”, gracias a sus conectores y test en origen. Asimismo, el grado de protección y la posición de los conectores, permiten la funcionalidad incluso en condiciones de cierta entrada de agua en cabina. SAFETY La seguridad de la embaración no es una opción, todos los sistemas de propulsión incluyen el botor RSC. Su activación provoca una sobrecarga máxima de un 125% en potencia para hacer frente a situaciones comprometidas.
  19. 19. e-gestEL SISTEMA MAS AVANZADO DE GESTIÓN QUE PUEDES INCORPORAR La unidad e-gest, contiene todo el sistema de gestión, forma parte de la opción de gestión para obtener prestaciones como: •Gestión activa de energía •Regulación de velocidad •Propulsión 100% renovable •Dynamic Propulsion Gestión automática generadores •Información via web server •Regeneración optimizada
  20. 20. e-gestEL SISTEMA MAS AVANZADO DE GESTIÓN QUE PUEDES INCORPORAR Elegante diseño, con indicadores LED, mediante pulsadores antivandálicos con grado de protección IP66, permiten al usuario a conocer el estado de funcionamiento del sistema o seleccionar el modo de funcionamiento deseado. Automatic: Las decisiones son tomadas por el sistema de control central. Manual: Seleccionado por el usuario cuando prefiere tomar las decisiones de control. Emergencia: En caso de detectar anomalias en el sistema de acumulación, el sistema permite el funcionamiento a partir de un simple generador portatil. Transporte: El sistema funciona como un propulsor diesel-electrico sin que el patron deba conocer detalles sobre la gestión de energia abordo.
  21. 21. COMPONENTES PRINCIPALES TECNOLOGÍA: Tren de propulsión Todos los componentes del tren de propulsión, como el motor eléctrico y el drive de mando, pueden ser certificados para su uso naval en sistemas principales y secundarios, fabricados por primeras marcas del mercado industrial y naval.
  22. 22. COMPONENTES PRINCIPALES ACCUMULACIÓN: ZEBRA Innovanautic dispone de la primera experiencia exitosa de integración de acumuladores ZEBRA en aplicación náutica, disponiendo de una embarcación de 42 pies equipado con esta tecnología completamente legalizada. Estos acumuladores se fabrican con materiales 100% reciclables y basan en materiales abundantes, las cuales se usan desde hace algunos años en diversos sistemas de transporte público en diversas capitales europeas.. Todos los componentes, BMI, protección y control de carga están íntegramente integrados en una envolvente de acero inoxidable y conectores IP66
  23. 23. COMPONENTESCOMPONENTS PRINCIPALES CONVERSORES ELECTRÓNICOS DE ENERGÍA INNOVANAUTIC como empresa de ingenieria, desarrolla nuevos componentes para conseguir niveles de seguridad y fiabilidad de sus sistemas. Un de estos nuevos desarrollos es un convertidor electrónico de energia especialmente diseñado para aplicaciones en mobilidad, el cual combina eficientemente diferentes tipos de tecnologia de baterias, fuentes de energía, convencionales o renovables. Las unidades funcionan interconectadas de forma que la eficiencia del conjunto se gestiona de forma automática a fin de adecuarla a la potencia requerida. El conjunto constituye un sistema altamente fiable, dado que siempre se dispone de potencia disponible aún en caso de fallo de una de las unidades.
  24. 24. COMPONENTESCOMPONENTS PRINCIPALES INTERFICIE DE USUARIO: Gobierno La simplicidad es uno de los principales objetivos de disño en nuestros sistemas, pero esto no impide disponer de la suficiente información. Incluye básicamente el joystick de mando, monitor de estado de baterias, llave multifunción y LED de indicación de estado. Las señales son gestionadas por el sistema de forma que se garanticen funciones de seguridad como: •Llave modo audible: se genera una señal audible en función de la potencia aplicada, especialmente indicado en maniobras. •Prevención de pérdida de contacto de conexión de joystick. •Prevención de posición de joystick en arranque
  25. 25. COMPONENTESCOMPONENTS PRINCIPALES INTERFICIE DE USUARIO: web server La opción e-gest incluye un web server que permite obtener información de los flujos de energía, que componentes generan energia y cuales se encuentran consumiendo energia, el estado de baterias y datos de GPS y autonomia. Cualquier equipo capaz de conectarse a una red ethernet puede conectarse y obtener datos, sin precisar ningún software especial ya que las páginas se alojan en el propio sistema de control. Existe la versión básica mediante conexión cable, y la opción de enlace WIFI que permite disponer de los datos sin cables.
  26. 26. COMPONENTES INTERNOS CONTROLADORES INNOVANAUTIC, SL como partner de ABB para integración en el mercado náutico de sus productos, aplica los productos de esta marca líder en el mercado naval. Las aplicaciones que lo requieran tanto legal o operativamente se incorporan también sistemas de control con certificación marina, tanto a motores, drives o controladores, integrando el software de gestión y operación de INNOVANAUTIC. Esos sistemas permiten su operación redundada de dos unidades, de forma que se cubren las normativas más exigentes.
  27. 27. COMPONENTES INTERNOS ACONDICIONAMIENTO DE SEÑAL Y SEGURIDAD INNOVANAUTIC aplica su propia tecnología en todos los sistemas electrónicos de gestión de señales, integración, seguridad y automatización, diseñando y produciendo sistemas electrónicos y software, lo cual permite el diseño de nuevas prestaciones.
  28. 28. ACCESORIOS ENERGIAS RENOVABLES El sistema de INNOVANAUTIC, acepta en todos sus casos la incorporación de fuentes de energía renovables, como aerogeneradores, módulos fotovoltaicos y en casos de aplicación a embarcaciones a vela, regeneración cuando se navega a vela a suficiente velocidad.
  29. 29. ACCESORIOS ENERGIAS RENOVABLES Innovanautic diseña y dimensiona las instalaciones de acuerdo con los requerimientos del usuario, y propone diversas soluciones mediante la incorposración de sistemas de captación de energia renovable, siempre en base a los mejores productos de fabricación EU.
  30. 30. ACCESORIOS OTROS: Cocina eléctrica A fin de completar el sistema, o igualmente instalable sin el sistema de propulsión, ofrecemos un producto para sustitución de la cocina de gas. Sustituye la clásica cocina de gas con cardan incluido, evitando riesgos e inspecciones.
  31. 31. MONTAJE SAIL DRIVE: Para esta configuración, se debe estudiar cada caso, máxime si se quiere aprovechar el mismo sistema que actualmente propulsa el motor diesel. Es recomendable, disponer el motor vertical para una mejor eficiencia. ATAQUE DIRECTO: Los mejores ᄎ resultados se obtienen con esta configuración, evitando pérdidas en Nota: La instalación de engranajes y otros componentes. héices plegables, imposibilita la obtención de energia por regeneración.
  32. 32. CASO DE ÉXITO DRAG O EMPUJE NECESARIO Tal como se ha determinado, dependiendo de la eslora, formas y características de la embarcación, el sistema debe ser dimensionado para propulsar el buque convenientemente. El drag de la embarcación considerada, un velero de 42 pies, se aproxima por el cálculo a partir de los datos de casco y apéndices.
  33. 33. CASO DE ÉXITO VELOCIDAD ÓPTIMA Para cada embarcación, dadas sus características, casco y apéndices, la velocidad óptima se detrmina mediante la pendiente de sus curvas. La zona en la que la resistencia de la ola creada se incrementa por encima de la resistencia del casco, es una de las informaciones importantes para determinar la velocidad eficiente.
  34. 34. CASO DE ÉXITO POTENCIA DEL MOTOR Existen diferentes factores que deben ser considerados sobre las curvas anteriores a fin de determinar la potencia real que debe aplicarse a la embarcación, como el hecho de que en este tipo de motorizaciones se puede controlar el par de la hélice, que tipo de hélice dispone la embarcación, las condiciones ambientales a las que se debe hacer frente, etc. Algunos ejemplos: Embarcación y eslora e-propulsion system power Velero crucero 30 feet 5,5 kW Velero crucero 36 feet 7,5 kW Velero regata 37 feet 5,5 kW Velero crucero 42 feet 15 kW Motora 28 feet 50 kW
  35. 35. CASO DE ÉXITO BANCO DE BATERIAS Una vez determinada la potencia de la motorización, de acuerdo a las preferencias de uso de la embarcación se deberá dimensionar el banco de baterías para conseguir la autonomía deseada. El banco de baterías presentará diferentes características y ratios dependiendo de la tecnología escogida. AGM Li-ion Li-Po ZEBRA Densidad energía (Wh/Kg) 42 115 150 111 Precio pack (respecto a AGM) 1 4,5 6 5 Requerimiento de espacio High Low Low Low Vida estimada(cycles) 500 3000 3500 >5000
  36. 36. CASO DE ÉXITO AUTONOMIA: Horas y millas El sistema escogido fue un pack de baterias ZEBRA de 20kWh: Algunos de los ejemplos de consumo y autonomia son las mostradas para la embarcación de 42 pies objeto del caso. Nudos Condicion Horas Millas Maniobras y fondeo 3 Costa 37,3 116 Aproximación a puerto 4 Costa 15,14 62,8 Travesia media velocidad 5 Mar abierto 7,07 36 Travesia velocidad nominal 6,5 Mar abierto 3,7 23
  37. 37. CASO DE ÉXITO COSTE POR MILLA Datos de cálculo: Se ha tomado como base, la curva de consumos de catálogo del motor anterior instalado en el barco (55 HP), y sus curvas de potencia, par y consumo: Curv as de motor diesel 55 HP 45 160 40 140 35 120 30 100 25 KW Cnkshaft 80 KW Prop l/h , kW, Nm Nm 20 l/h 60 15 knt 40 10 5 20 0 0 100 300 500 700 900 1100 1300 1500 1700 1900 2100 2300 2500 2700 2900 3100 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000 rpm
  38. 38. CASO DE ÉXITO COSTE POR MILLA Datos de cálculo: Otros datos a tener en cuenta son: Coste del kWh en pantalan: 0,25 €/kWh Coste del litro diesel: 1,3 €/l Cabe resaltar, que con la tecnologia actual en lo que acumuladores eléctricos se refiere, es dificil y costoso incorporar acumuladores suficientes para disponer de energia almacenada en cantidad similar a la que contiene un depósito de diesel convencional, los cálculos descritos se refieren unicamente a eficiencia de consumo en propulsión.
  39. 39. CASO DE ÉXITO COSTE POR MILLA Resultados: COMPARATIVA €/h electrico v s Diesel 9 8 7 6 5 €/h elec. €/h diesel €/h 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Knts
  40. 40. CASO DE ÉXITO COSTE POR MILLA Resultados en % de consumo en €/h o alcance en millas/€: Comparativa % €/h y mn 300,00% 250,00% 200,00% dfi mn 150,00% dif €/h % €/h o mn 100,00% 50,00% 0,00% 1 2 3 4 5 6 7 8 Knts
  41. 41. CASO DE ÉXITO ENSAMBLAJE El motor de propulsión dispone de un chasis de acero inoxidable, completamente ajustable en tres dimensiones, que se instala sobre los mismos silent-blocks que disponía el antiguo motor diesel. La capacidad de carga axial de los rodamientos de los motores eléctricos industriales, supera considerablemente la carga de empuje de la embarcación..
  42. 42. COMPONENETES FUTUROS La característica del sistema como sistema abierto, permite la facil integración futura de nuevos sistemas y componentes que a buen seguro apareceran en el mercado, la mayoria de estos apareceran en el mercado industrial o ligados a la automoción. Batterias: En un futuro no muy lejano, los sistemas de acumuladores innovadores, como el caso de los ZEBRA, tenderan a reducir costes, y a ganar capacidad, el sistema permite conectar sin dificultad nuevos sistemas futuros en este campo. Fuel Cells: Los sistemas de generación por pila de combustible no son economicamente viables hoy en dia, pero no cabe duda que la investigación los hará asequibles en un futuro. Convertidores: Actualmente ya disponemos de un nuevo equipo convertidor de alta eficiencia, disponible para los futuros equipos, siendo una tecnologia en permanente evolución.
  43. 43. FUTURAS PRESTACIONES El elevado grado de capacidad de los controladores integrados en nuestros sistemas, nos permiten la constante evolución hacia nuevas cotas de gestión y confort, integrando nuevas prestaciones cada temporada, que seran integrables en sistemas existentes. Información de usuario: La integración de sistemas estándares de comunicación como teléfonos, tablets WIFI u otras tecnologias permitiran mejor información y aplicaciones domóticas. Sistemas visuales y gobierno: El sistema, ya permite elaborar e integrar productos de vision como webcams o imagen térmica, que permita tener una visión esterior desde cabina. Pilotos automaticos y gobierno WIFI: El disponer de energia eléctrica abordo en suficiente cantidad, hace posible el uso de actuadores eléctricos para el timón, más limpios y precisos, que permitiran el gobierno a distancia, desde cabina.
  44. 44. LOCALIZACION: Para más información, ofertas o consultas sobre producto, podeis dirigiros a la dirección de contacto, teléfonos o a www.innovanautic.com. INNOVANAUTIC SL Sant Joan, 18. 43201 REUS Tel.: 977 327 391 Fax: 977 332 576 info@innovanautic.com www.innovanautic.com

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